ALIMENTACIÓN DE LAS PIEZAS FUNDIDAS

ALIMENTACIÓN DE LAS PIEZAS FUNDIDAS
ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Solidificación en el molde.
Los principales fenómenos que se desarrollan en el metal desde la colada hasta temperatura ambiente son los siguientes: Cambios volumétricos: En estado líquido ; Durante la solidificación ; En estado sólido. Macro y micro segregaciones: Solo en aleaciones.-La composición de los productos fundidos no es homogénea. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Aparición de macroestructuras de solidificación. Caracterizadas por granos grandes orientados de acuerdo a la extracción del calor y con distintas morfologías ( columnar, equiaxial. etc.) Aparición de micro porosidades. Asociadas a la morfología de la solidificación dendrítica. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Debido a lo anterior debemos considerar que : Los productos fundidos son MATERIALES DE INGENIERIA. Debido a que en el proceso de enfriamiento en el molde no hay deformación plástica en estado sólido, no es posible eliminar la microporosidad asociada a las dendritas ni la macro segregación y los macro granos formados en la solidificación . La estructura de los granos de solidificación dependerá de: Sistema de aleación ( metal puro, eutécticos, etc.) Composición química (fases presentes) Temperatura de colada (gradiente de enfriamiento) Tipo de molde (extracción de calor) Tamaño y espesor de la pieza (cantidad de calor) ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Solidificación de las aleaciones
Desde la temperatura de colada hasta temperatura ambiente, las aleaciones experimentan tres contracciones volumétricas: En estado líquido, desde temperatura de colada hasta temperatura del liquidus. En estado pastoso, entre temperaturas de liquidus y solidus. En estado sólido, desde temperatura del solidus a temperatura ambiente. La contracción sólida debe ser absorbida por sobremedidas en el modelo, mientras que la líquda y pastosa por los montantes. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Contracción en la Solidificación
Nivel inicial de líquido Contracción en estado sólido Solidificación inicial en la pared del molde Reducción de nivel debido a la contracción líquida Metal líquido Cavidad de contracción (Rechupe) Reducción de nivel debido a la contracción durante la solidificación Metal sólido ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Solidificación METALES PUROS Y EUTÉCTICOS
Metal Sólido º T D Vsólido DVL D Vsolidif. TS Metal Líquido Sobrecalentamiento Solidificación por CAPAS FINAS (solidificación plana) Sólido Los metales puros y los aceros de bajo % de Carbono solidifican de esta forma debido a su pequeño o nulo rango de solidificación. Líquido Isoterma Ts ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Solidificación de ALEACIONES SIN EUTÉCTICOS
Sobre- calentamiento Intervalo de Solidificación Metal Líquido Metal Sólido Metal pastoso D V D VL DVsólido DVsolidif. TF TC ºT Isoterma Tf Sólido Líquido Isoterma Tc Solidificación por CAPAS GRUESAS Todas las aleaciones que no presentan eutéctico: Ni-Cu, Cu-Mn, Ag-Pb, etc. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Solidificación de ALEACIONES CON EUTÉCTICOS
Intervalo de Solidificación Sobre- calentamiento º T TC TE D Vsolidif. D V sólido D VL Metal Sólido D V Metal pastoso Metal Líquido Líquido Sólido Isoterma Tc Isoterma Tf Solidificación por CAPAS GRUESAS (las aleaciones que presentan eutéctico pero con intervalo de solidificación amplio). ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Efecto del Rango de Solidificación

Rango de Solidificación

Control de los Rechupes
Los rechupes y poros generados en la solidificación de los metales deben ser controlados para obtener una pieza con los requerimientos técnicos solicitados. Para ello se debe: Llevarlos hacia el montante, con lo que quedan fuera de la pieza. Minimizarlos y llevarlos a una zona de la pieza en la que no afecten a sus propiedades. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Las técnicas mas utilizadas para lograrlo se basan en aprovechar la SOLIDIFICACIÓN DIRECCIONAL: Se diseña el sistema de llenado y alimentación de manera que los frentes de solidificación confluyan hacia el o los montantes. Este efecto se puede agudizar con la ayuda de enfriadores y aislantes, como se puede ver en las figuras siguientes: ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Módulo de Enfriamiento.
1.- RELACIÓN DE TEMPERATURAS ENTRE EL MOLDE Y EL METAL. Siendo: Tx : Temperatura del molde a una distancia “x” desde la superficie en contacto con el metal. To : Temperatura inicial del molde. T1 : Temperatura inicial del metal = T col. α : Difusividad térmica del molde. Km: Conductividad térmica del molde. t : Tiempo desde el vaciado del molde. Entonces: x Tx Molde Metal ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

2.- CANTIDAD DE CALOR A DISIPAR. O sea: ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

3.- TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN. Desarrollando las expresiones (a) y (b) se obtiene: 1 2 El término ( 1 ) queda determinado para un sistema metal – molde específico a colar, pues quedan fijos los parámetros de la aleación ρmetal, Lmetal, Tsolid., Cpmetal y los del molde αmolde, Kmolde y T0 y se le denomina como factor “B” . ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Para un caso específico, conociéndose además la temperatura de colada Tcol. , B se puede determinar en forma empírica, pues: Este término ( 2 ) depende exclusivamente de la geometría de la pieza a fundir, o a la parte de ella que se esté considerando. Corresponde la razón entre el volumen considerado y la superficie que lo limita y que participa en la extracción de calor durante el enfriamiento desde la temperatura de colada. A esta relación ( V/A ) se le llama MODULO DE ENFRIAMIENTO ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Mientras mayor sea el Módulo, mayor será el tiempo de solidificación, debido a una menor velocidad de enfriamiento motivada por una superficie de extracción de calor pequeña en relación al volumen por ella encerrado. Por lo tanto, el tiempo de solidificación no depende solo del volumen de la pieza, sino de su relación respecto a la superficie que lo circunda y que participa efectivamente en la extracción del calor. Debido a ello, las piezas mas compactas solidifican mas lentamente que las piezas mas extendidas o con mas superficie respecto a su volumen. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

El Módulo de Enfriamiento es una herramienta tremendamente eficaz para predecir el orden de solidificación de una pieza dentro del molde, lo que permitirá diseñar el sistema de alimentación de metal líquido necesario para abastecer la disminución de volumen durante el enfriamiento desde la temperatura de colada y su solidificación, de manera de obtener las piezas sanas. El Módulo de Enfriamiento tiene una dimensión lineal y no tiene ningún valor en si mismo, sino que su utilidad está en la comparación entre los módulos de los distintos sectores de una pieza o con el módulo de los montantes, pues las zonas con mayor módulo solidificarán después que las de menor módulo. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Lo anterior quedará manifiesto en el siguiente ejemplo: Considérese la siguiente pieza : Con las siguientes medidas: 12 4 A Ø 8 10 60 16 Corte A - A ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Se puede suponer compuesta de tres piezas separadas ( I, II, III ), siempre y cuando no se consideren las superficies de contacto entre ellas en el cálculo de cada módulo individual, ya que obviamente no participan en la extracción de calor durante el enfriamiento. Superficies de contacto que no participan en el enfriamiento I II III ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Módulo de los sectores individuales. Suponiendo medidas en (cm): 1.- Sector I : V = π/4 x 82 x 10 = 503 [ cm3] A = π x 8 x 10 + π/4 x 82 = [cm2] MI = / = [cm] ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

2.- Sector II : V = 16 x 4 x 60 = [ cm3] A = 2x16x60 + 2x4x16 + 2x60x40 - 4x60 - π/4 x 82 = [cm2] MII = / = [cm] 3.- Sector III : V = 4x12x60 = [ cm3] A = 2x4x12 + 4x60 + 2x12x60= [cm2] MIII = / = 1.62 [cm] ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Por lo tanto, termina de solidificar primero el sector III, luego el I y posteriormente el II. Debido a su geometría, para obtener sana la pieza el sector I debería tener un módulo sobre 1.72, o colocar depósitos de metal líquido (montantes) sobre el sector II para alimentar la contracción, pues solidifica al final. Dirección de la solidificación I II III ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Módulo de Geometrías Comunes.

CONTRIBUCIÓN DE LAS ALMAS AL ENFRIAMIENTO
Módulo de la Almas CONTRIBUCIÓN DE LAS ALMAS AL ENFRIAMIENTO El grado de participación de las almas en el enfriamiento depende de la cantidad de metal líquido que la rodea en relación a su espesor de arena. Mientras menor sea el espesor de arena y mayor la cantidad de metal que la rodea, menor será la participación del alma en el enfriamiento debido a su mayor aumento de temperatura, pudiendo incluso llegar a retardarlo, provocando problemas en el orden de solidificación que pueden provocar la formación de rechupes y grietas por desgarros en estado pastoso o recién solidificado, situación en la que el metal no tiene la resistencia suficiente para soportar los esfuerzos generados por su contracción. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

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Módulo de la Almas El siguiente gráfico da el % de la superficie del alma a considerar en el módulo de enfriamiento, según la relación entre el espesor del alma y el del metal que la rodea ( d/e) : ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Sistemas de Alimentación
El Sistema de Alimentación debe definir el modo de llenado del molde, la ubicación de la canalización que introducirá el metal a la cavidad y la ubicación de los alimentadores o montantes. Depende de la aleación a colar: Según su modo de solidificar => rango de solidificación. Afinidad con el Oxígeno => Grado de oxidabilidad. En el siguiente cuadro se muestran los cuatro sistemas básicos de alimentación: ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Sistemas Básicos de Alimentación

ALIMENTACIÓN DE LAS PIEZAS FUNDIDAS
Se entiende como ALIMENTACIÓN al suministro de metal líquido una vez llena la cavidad del molde. Es necesaria para compensar la contracción en volumen que ocurre durante el enfriamiento en estado líquido y luego durante la solidificación. Sin este suministro, la contracción se presentará en el interior de la pieza en cavidades llamadas RECHUPES que la inutilizará. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

MONTANTES (RISERS) Son los receptáculos de metal líquido dispuestos en el molde para asegurar la Alimentación de la pieza. Para asegurar su función deben: Ubicarse de manera adecuada.- Radio de acción debe cubrir toda la pieza; Contener suficiente metal para alimentarla.- Volumen de acuerdo a la contracción de la pieza; Solidificar después que la pieza o zona que alimenta.- Módulo adecuado; Tener el mínimo tamaño sin afectar su función ($$$). ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Pueden ser abiertos, cubiertos con Polvos Exotérmicos o ciegos.
TIPOS de MONTANTES De arena. Aislados. Rechupe de Contracción Camisa aislante Arena del Molde (Manguito) Eficiencia: 10 – 15% Eficiencia: 70 – 75% Pueden ser abiertos, cubiertos con Polvos Exotérmicos o ciegos. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

EFICIENCIA DE LOS MONTANTES
Como deben solidificar después, la importancia de la aislación queda evidente al comparar los tiempos de solidificación de un cilindro de 250 mm de diámetro y 200 mm de alto moldeado en diferentes condiciones: Polvo exotérmico y pared de arena Polvo exotérmico y manguito aislante minutos Abierto y pared de arena Abierto y manguito aislante ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

1.- UBICACIÓN.- RADIO DE ACCIÓN
El Radio de acción de un montante ( F ) es la distancia, desde su diámetro exterior hasta el límite en que puede alimentar la contracción líquida, mas allá de la cual aparecerán los rechupes por haberse cerrado el paso al metal líquido provisto por él. Montante F Rechupe T ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

RADIO DE ACCIÓN F depende de: Espesor T de la pieza; Capacidad de extracción de calor del molde o zona del molde considerada: puede ser alterada por su geometría y por la colocación de enfriadores; Aleación a fundir: se debe considerar el diferente modo de solidificación de las aleaciones ( su rango de solidificación, dilatación del grafito y presencia de eutécticos ), aplicando un Factor de Corrección a las que se desvían de las de rango estrecho para las que se establecieron las fórmulas (fundiciones grises, nodulares y algunas no ferrosas). ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

RADIO DE ACCIÓN Para el cálculo de “F” se consideran cuatro situaciones típicas, las que solas o combinadas permiten estimar hasta donde será efectivo el sistema de alimentación. En este método, todas las medidas deben estar en (pulgadas), por lo que F también estará en (in). En las tablas siguientes, “T” es el espesor mínimo de la pieza y el ancho es “n x T”.- Los resultados son interpolables para ancho y espesores intermedios. nT T Todas las medidas en [ in ] ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

A.- Secciones con efecto de borde, sin enfriador.
Montante Pared del molde T T x T 1,33 T x T 1,67 T x T 2 T x T o más. F = [8,47√ T ] - 5,03 F = [8,71√ T ] - 5,34 F = [10,29√ T ] - 4,65 F = [12,25√ T ] - 6,56 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

B.- Secciones sin efecto de borde.
Montante T x T 1,33 T x T 1,67 T x T 2 T x T o más. F = [ 4,16√ T ] - 2,18 F = [ 4,29√ T ] - 2,17 F = [ 4,54√ T ] - 2,42 F = [ 4,60√ T ] - 2,30 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

C.- Secciones con efecto de borde y enfriador.
2/3 T min. F Montante Enfriador T x T 1,33 T x T 1,67 T x T 2 T x T o más. F =[13,08√ T] - 10,8 F =[14,71√ T ] - 11,21 F =[15,7√ T ] - 10,51 F =[16,97√ T ] - 10,8 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

D.- Secciones sin efecto de borde y enfriador.
1/2 T min. Enfriador 1 T min. T F Montante 1/2 T min. Enfriador 1 T min. T F Montante T x T 1,33 T x T 1,67 T x T 2 T x T o más. F =[9,95√ T ] - 7,56 F =[10,28√ T ] - 6,14 F =[10,78√ T ] - 5,44 F =[11,167√ T ] - 4,48 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

FACTOR DE CORRECCIÓN DE “F”
Para Fundición Nodular o dúctil Para Fundición Gris Carbono Equivalente (%) FD 4.1 6.0 4.2 6.5 4.4 7.0 4.6 9.0 Carbono Equivalente (%) FD 3.0 6.8 3.4 7.7 3.9 8.8 4.3 10.0 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

FACTOR DE CORRECCIÓN DE “F” Para Aleaciones No Ferrosas
Base Al FD Al (99.99%) 2.5 Al 4.4% Cu 1.5 Al 7% Si Al 12% Si Base Cu FD Latones (al Zn) 1.25 Bronce al Al Bronce al Ni-Al 0.5 Bronces (al Sn) 0.75 Base Cu FD Cu ( %) 2.0 Cu 30% Ni 0.5 F corregido = F x FD ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

EJEMPLO # 1 1.- Consideremos un bloque de 16x8x4 (in) con un montante de diámetro M. Corresponde a una placa T x 2T ( 4 x 8 ) con efecto de borde y sin enfriador (caso A) , por lo cual: Esto significa que cualquiera sea el diámetro del montante y su ubicación, la pieza será totalmente alimentada pues queda sobradamente dentro del círculo de diámetro 2x M. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

EJEMPLO # 1 (cont.) 2.- Si las dimensiones fueran de 16x16x60 (in) con un montante M.: Corresponde a una placa T x T ( 16 x 16 ), caso A, por lo cual: Tendremos la situación siguiente: Por lo que  M ≥ 60 – 2 x 28.9 ≥ 2.2 (in). Esto significa que cualquier montante de diámetro ≥ 2.2” y ubicado en el centro alimentará la pieza. Esta condición es válida sólo si solidifica después y contiene metal suficiente para la contracción, por lo tanto el “F” es una condición necesaria, pero no suficiente. m 16” 60” 28.9” ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

EJEMPLO # 2 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

EJEMPLO # 2 ( CONT.) Significa que: n x (2x8+M) = 132 Como el montante no puede tener un  > que el ancho del anillo (quedaría fuera): M < 6” Entonces: Como las medidas de los montantes por lo general son discretas, se seleccionará 7 montantes de  = 3”. n M 6 7 2.86 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

EJEMPLO # 3 Viga Tee Para determinar la relación espesor / ancho se puede calcular un espesor promedio: (2 x )/ 16 = 6.25” Por lo que se considerará como una placa de T x (16/6.25) T, o sea, T x 2.56T (T x 2T o más). ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

EJEMPLO # 3 (cont.) Si consideramos un solo montante, la piezas sería una barra de Tx2T o más, con efecto de borde en los extremos, con los que tendríamos un Radio de Acción de: Nos quedaría la siguiente situación: Como el montante tiene un  de mas del doble del ancho de la pieza, lo calcularemos con dos montantes. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

EJEMPLO # 3 (cont.) Con dos montantes, la pieza (Tx2T o más) tendrá efecto de borde en ambos extremos, pero no lo tendrá entre los montantes. Entre los montantes y los extremos, F = 24.1”. Entre los montantes: Entonces: 84 = 2 x ( M) => M = 8.7” Tendremos la siguiente situación: Usaremos entonces 2 montantes de 9” ubicados según el croquis. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

2.- VOLUMEN de los Montantes.
Los Montantes deben contener metal suficiente para compensar la contracción líquida de la pieza. Para ello, se debe cumplir que: O sea: En la que: Vc: Volumen de la cavidad o líquido. r : Coeficiente de contracción del metal. K': Constante del Montante. Volumen del Montante ≥ Volumen de la Contracción Vm ≥ K' x r x Vc ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

La constante K' depende del tipo de aislación del montante:
Tipo de Montante K' General, sin aislación 6 Calentado por el ataque 5 Con polvo exotérmico 4 Fierro Fundido en Moldes rígidos 3 Con camisa exotérmica 2 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Valores de “r” Sobrecalentamiento Aleación 50 ºC 150 ºC Bronce común 0,04 0,045 Latón común 0,06 0,065 Latón alta resistencia 0,07 0,075 Cu - 10 Al y Cu-Ni 0,05 0,055 Aleaciones de Mg 0, ,05 0,05 - 0,06 Al - Si (10<Si<13) Al - Si (5<Si<10) 0, ,075 0,07 - 0,08 Al - Cu (4<Cu<8) Al - Mg (3<Mg<6) 0,08 0, ,09 Acero (C=0,8) Acero (C=0,3) Acero media aleación 0.07 0.09 Acero alta aleación 0.08 0.10 Fundiciones Blancas al Cr 0.04 0.06 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Para Fundiciones Grises
Valores de “r” Para Fundiciones Grises MOLDE : SOBRECALENTAMIENTO 50º C 150ºC RIGIDO NO RIGIDO no inoculado Ce > 4,1 0,005 0,04 0,01 0,05 inoculado Ce > 4,1 0,06 inoculado ,8 < Ce < 4,1 0,02 inoculado Ce < 3,8 0,03 inoculado Ce > 4,3 0,025 0,06 - 0,08 0,08 - 0,1 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

El Volumen Vc es en estado líquido: Vc = Vp x ( ds/dq) = P / dq En la que: Vp: Volumen de la pieza sólida y fría. ds: Densidad del metal sólido y frío. dq: Densidad del metal líquido. P: Peso de la pieza. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Ejemplo de Cálculo de Vm
Consideremos el mismo anillo del ejemplo # 2 anterior: Se determinó que debería tener mínimo 7 montantes equidistantes de 3” de diámetro. Consideraremos usar montantes con mangos Aislantes y polvos exotérmicos ( K’ = 2). Se fundirá en acero inoxidable con un Sobrecalentamiento de 100 ºC ( r = 0.09%). Volumen de la pieza: VP= π/4 x ( 482 – 362 ) x 6 = [in3] ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Volumen líquido: Vc = Vp x ( ds/dq) = x 1,147 = [in3] Como: Tenemos el volumen de montantes: VM ≥ 2 x 0,09 x ≥ 981 [in3] Como son 7 montantes iguales, cada un deberá tener: Vm≥ 140 [in3] Si usamos un diámetro de 3”, daría una altura de 19.8” (relación H/D = 6.6), que es excesiva y el montante no alimentaría pues solidificaría antes. Con una relación H/D = 1: Vm = π/4 x Dm2 x Dm = 140 [in3] => Dm = 5.6” Vm ≥ K' x r x Vc ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

3.- MÓDULO de los Montantes.
La tercera condición que debe cumplir un montante para que pueda cumplir su función de alimentador, es que solidifique después que la pieza o la parte de la pieza que está alimentando. En otras palabras: Módulo del montante ≥ Módulo de la pieza o zona alimentada. Se les debe ubicar siempre en la zonas mas gruesas de la pieza, pues son las de mayor módulo, por lo que son las últimas en solidificar. Entonces: Mm ≥ K x MP En la que K es una constante que depende del tipo de aislación del montante. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Valores de “ K “ ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

MÓDULO de Montantes Cilíndricos.
Son los montantes mas comúnmente utilizados y se caracterizan por su relación altura / diámetro ( H/D). La selección de la relación H/D depende del grado de eficiencia térmica del montante y habitualmente se recomienda elegir según las siguientes situaciones: ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

El Módulo para cualquier montante cilíndrico será: Y para las diferentes relaciones H/D: Obsérvese lo poco que aumenta el módulo a pesar del fuerte aumento del volumen. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Para Montantes cilíndricos, el diámetro del montante se puede calcular directamente al saber el módulo de la Pieza o zona a alimentar y el tipo de montante a utilizar ( K y relación H/D), usando: Dm = K2 x MP VALORES DE K2 H / D K 1.0 1.5 2.0 2.5 1.2 6.0 5.6 5.4 5.3 1.1 5.5 5.1 5.0 4.9 4.7 4.5 4.4 0.9 4.2 4.1 4.0 0.8 3.7 3.6 3.5 0.7 3.3 3.2 3.1 ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Diseños Típicos de montantes.

Montantes no cilíndricos

Procedimiento para Cálculo de Montantes.

Procedimiento para Cálculo de Montantes. (Cont.)

Cálculo de montantes.- Ejemplo # 1

Cálculo de montantes.- Ejemplo # 1 (cont.)

3.2.- MANGUITO: Material: Acero SAE-1045. Usar Montantes con camisa aislante y polvos exotérmicos. Todas las medidas en (mm). ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Orden de Solidificación
Si separamos la pieza en dos partes I y II, unidas por una superficie de contacto Sc que no participa en el enfriamiento, tenemos: En la que: D D1 d B b 400 200 100 60 40 Y: S I = 2 x S1 - Sc + S2 + S3 x KI SII = S6 + S5 + S4 x KII ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Orden de Solidificación (Cont.)
eI d/eI KI VI [mm3] SI [mm2] M I [mm] 150 0.67 4,712,400 262,324 17.96 Entonces, para la parte superior (I) : eII d/eII KII VII [mm3] SII [mm2] M II [mm] 50 2.00 0.58 1,413,720 72,194 19.58 Y para la parte inferior (II) : Como el módulo de la parte (II) es mayor que el de la parte (I), la parte de menor diámetro solidificará después que la de diámetro mayor. Por lo tanto, la pieza se deberá fundir Invertida, con el o los montantes sobre la zona de mayor módulo (ver figura). La parte (II) alimentará a la parte (I), por lo que hay que determinar el Radio de Acción solo en la parte (II). ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Radio de acción de montantes.
Ø200 Ø100 50 60 La sección tiene un ancho de 50 mm y un espesor de 60 mm, por lo que es una barra T x 0.83T, sin efectos de borde.- El largo de la placa es L = Ømedio x π = ( ) x ½ x π = 471 (mm). 60 50 471,2 (18,55") 2,36" 1,97" ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Radio de acción de montantes.(cont.)
Calculándola como barra T x T y como 60 mm = 2.36”: F = 4.16 x (√ 2.36) – 2.18= 4.21 in = 107 (mm). Usando 1 montante, su diámetro sería: ØM = 471 – (2 x 107) = (mm) ¡¡¡¡¡¡!!!!! Este diámetro es excesivo, pues el ancho de la pieza es solo 50 mm. Usando 2 montantes, su diámetro mínimo sería: ØM = (471 – (4 x 107)) x1/2 = 21.6 mm , lo que significa que usando dos montantes, la pieza estará completamente alimentada, por lo que usaremos esta alternativa. ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Cálculo de montantes.- Ejemplo # 2 (Cont.)

1.8” 1.5” ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

Cálculo de montantes.- Ejemplo # 3 (Cont.)

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